【正文】 9 顯示數(shù)據(jù)傳輸采用串行傳輸?shù)姆椒ǎ刂齐娐房梢灾挥靡桓盘?hào)線，將列數(shù)據(jù)一位一位傳往列驅(qū)動(dòng)器，在硬件方面無(wú)疑是十分經(jīng)濟(jì)的。當(dāng)這樣輪回的速度足夠快（每秒 24 次以上），由于人眼的視覺(jué)暫留現(xiàn)象，就能看到顯示屏上穩(wěn)定的圖形。 圖 四塊 8 8 的 LED 點(diǎn)陣組成 16 16 的 LED 點(diǎn)陣 LED 驅(qū)動(dòng)顯示采用動(dòng)態(tài)掃描方法，動(dòng)態(tài)掃描方式是逐行輪 流點(diǎn)亮，這樣掃描驅(qū)動(dòng)電路就可以實(shí)現(xiàn)多行的同名列共用一套列驅(qū)動(dòng)器。為了降低成本，使用了 四 塊 8 8 的 LED 點(diǎn)陣發(fā)光管的模塊，組成了一個(gè) 16 16的 LED 點(diǎn)陣顯示屏， 如圖 所示。 圖 8 8 點(diǎn)陣外觀及引腳圖 江海學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 圖 8 8 單色點(diǎn)陣內(nèi)部圖 圖 8 8 雙色點(diǎn)陣內(nèi)部圖 LED 顯示方式 漢字顯示屏用于顯示漢字 、 字符及 圖像 信息，在公共汽車(chē) 、 銀行 、 醫(yī)院及戶(hù)外廣告等地方都有廣泛的應(yīng)用。要實(shí)現(xiàn)用兩種顏色顯示，只要在電路的 設(shè)計(jì)中 適當(dāng)?shù)倪B線就 可以 了 。實(shí)際使用時(shí)可以根據(jù)這個(gè)原理自行擴(kuò)充顯示的字?jǐn)?shù)。 本設(shè)計(jì) 是 一種實(shí)用的漢字顯示屏的制作， 制作的是雙色點(diǎn)陣。 T1AC1V+ 2AC3V4D6C41 0 0 u /1 6 VC61 0 0 u /1 6 vV C CV in1GND3+ 5 V 2U27 8 0 5C51 0 4C71 0 4 圖 單片機(jī)電源原理圖 注 : 該電源電路主要模塊為 IC7805,它能輸出穩(wěn)定的 5V 電源 ,圖中整流橋是將市電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?,電容起到慮波作 用由 7805 的 OUT 引腳輸出 5V 電壓。 復(fù)位的實(shí)現(xiàn)通常用 2 種方式 : 開(kāi)機(jī)上電復(fù)位 和 外部手動(dòng)復(fù)位 ，本設(shè)計(jì)用的是外部手動(dòng)復(fù)位。 8051 內(nèi)部特殊功能寄存器都是可以位尋址的，并可用“寄存器名 .位”來(lái)表示，如 ， 等。對(duì)于 8051 安排了 21 個(gè)特殊功能寄存器，每個(gè)寄存器為 8位，所以實(shí)際上 128 個(gè)字節(jié)并沒(méi)有全部利用。 256 個(gè)字節(jié)被分為兩個(gè)區(qū)域： 00H~7FH 時(shí)真正的 RAM 區(qū)，可以讀寫(xiě)各種數(shù)據(jù)。用戶(hù)程序不應(yīng)進(jìn)入上述區(qū)域。 程序存儲(chǔ)器的某些單元是保留給系統(tǒng)使用的： 0000H~0002H 單元是所有執(zhí)行程序的入口地址，復(fù)位以后， CPU 總是叢 0000H 單元開(kāi)始執(zhí)行程序。 CPU 的控制器專(zhuān)門(mén) 提供一個(gè)控制信號(hào) EA 用來(lái)區(qū)分內(nèi)部 ROM 和外部 ROM 的公用地址區(qū)：當(dāng) EA 接高電平時(shí)，單片機(jī)從片內(nèi) ROM 的 4K 字節(jié)存儲(chǔ)器區(qū)取指令，而當(dāng)指令地址超過(guò) 0FFFH 后，就自動(dòng)的轉(zhuǎn)向片外 ROM 取指令。 圖 23 8051 存儲(chǔ)器組織結(jié)構(gòu) 江海學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 64K 字節(jié)的程序存儲(chǔ)器（ ROM）空間中，有 4K 字節(jié)地址區(qū)對(duì)于片內(nèi) ROM 和片外ROM 是公用的，這 4K 字節(jié)地址是 0000H~FFFH。也就是最多可以在外部擴(kuò)展2*64KB 存儲(chǔ)器。 8051 片內(nèi)有 256K 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 RAM 和 4KB 的程序存儲(chǔ)器 ROM。這種結(jié)構(gòu)與通用微機(jī)的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)不同，一般微機(jī)只有一個(gè)存儲(chǔ)器邏輯空間，可隨意安排 ROM 或 RAM，訪存時(shí)用同一種指令，這種結(jié)構(gòu)稱(chēng)為普林斯頓型。這些控制 信息的使用專(zhuān)門(mén)的控制線，諸如 PSEN、 ALE、 EA 以及 RST，也有一些是和 P3 口的某些端子合用，如 WR 和 RD 就是 和 ，他們的具體功能在介紹 8051 引腳是一起敘述。 單片機(jī)是程序控制式計(jì)算機(jī)，即它的運(yùn)行過(guò)程是在程序控制下逐條執(zhí)行程序指令的過(guò)程：從程序存儲(chǔ)器中取出指令送指令存儲(chǔ)器 IR，然后指令譯碼器 ID 進(jìn)行譯碼，譯碼產(chǎn)生一系列符合定時(shí)要求的微操作信號(hào)，用以控制單片機(jī)的各部分動(dòng)作。每條指令執(zhí)行完，若 A 中 1 的個(gè)數(shù)為奇數(shù)時(shí) P=1，否則 P=0，即偶校驗(yàn)方式。當(dāng)無(wú)符號(hào)數(shù)乘法結(jié)果超過(guò) 255 時(shí)，或當(dāng)無(wú)符號(hào)數(shù)除法的除數(shù)為 0 時(shí) OV=1，否則 OV=0。 OV：溢出標(biāo)志。 江海學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 RS RS0：四個(gè)通用寄存器組選擇位，該兩位的四種組合狀態(tài)用來(lái)選擇 0~3 寄存器組。當(dāng) D3 位向 D4 位產(chǎn)生進(jìn)位 /錯(cuò)位時(shí)， AC=1，否則 AC=0，常用于十進(jìn)制調(diào)整運(yùn)算中。有進(jìn)位 /錯(cuò)位時(shí) CY=1，否則 CY=0。 程序狀態(tài)字 PSW 是個(gè) 8 位寄存器，用來(lái)寄存本次運(yùn)算的特征信息，用到其中七位。 ALU 只能進(jìn)行運(yùn)算，運(yùn)算的操作數(shù)可以事先存放到累加器 ACC 或寄存器 TMP 中，運(yùn)算結(jié)果可以送回 ACC 或通用寄存器或存儲(chǔ)單元中，累加器 ACC 也可以寫(xiě)為 A。 （ 1）中央處理器 8051 的中央處理器由運(yùn)算器和控制邏輯構(gòu)成，其中包括若干特殊功能寄存器（ SFR）。 這些產(chǎn)品給 8 位單片機(jī)注入了新的活力，給它的開(kāi)發(fā)應(yīng)用開(kāi)拓了更廣泛的前景。 MCS51 系列單片機(jī)是 Intel 公司推出的通用型單片機(jī)， 8051 單片機(jī)系列指的是 MCS51 系列和其他公司的 8051 衍生產(chǎn)品。 江海學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 8051 單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖 。 可通過(guò)掃描輸出口的控制實(shí)現(xiàn)顏色的轉(zhuǎn)換。另一方而，根據(jù)各列鎖存的數(shù)據(jù)，確定相應(yīng)的列驅(qū)動(dòng)器是否將該列 與電源的另一端接通。 此顯示電路采用掃描方式進(jìn)行顯示時(shí)，每行有一個(gè)行驅(qū)動(dòng)器，各行的同名列共用一個(gè)列驅(qū)動(dòng)器。點(diǎn)陣顯示屏體、以及它的行和列的各個(gè)驅(qū)動(dòng)電路?？刂齐娐凡糠职ㄒ粋€(gè) 51CUP 和一些外圍電路。 鐘桂負(fù)責(zé)用設(shè)計(jì)好的點(diǎn)陣電路制作 PCB 電路板，包括完成 PCB 板的制作，張維平負(fù)責(zé)制作另外一塊在面包板上連的點(diǎn)陣線連板子的焊接與調(diào)試， 各 人的分工不同只是工作側(cè)重點(diǎn)的不同，大家是在一起互相學(xué)習(xí)互相幫助，共同完成設(shè)計(jì)任務(wù) 。一般刷新周期可控制在幾十毫秒范圍之內(nèi)。例如，按順序調(diào)整行號(hào)，可以使顯示圖文產(chǎn)生上下平移；而順序調(diào)整列顯示數(shù)據(jù)的位置，就可以達(dá)到左右平移的目的；刷新的時(shí)間控制，要考慮運(yùn)動(dòng)圖形文字的顯示效果。按照?qǐng)D文運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)又可以分為閃爍、平移、旋轉(zhuǎn)、縮放等多種顯示模式。最簡(jiǎn)單的顯示模式是靜態(tài)顯示。每一種顏色的控制方法和單色的完全相同，因此掌握了單色圖文顯示屏的原理，雙色屏和多色屏就不難理解了。顯示的時(shí)候，各顏色的顯示點(diǎn)陣是分開(kāi)控制的。雙色圖文屏和多色圖文屏，在 LED 點(diǎn)陣的每一個(gè) “點(diǎn) ”上布置有兩個(gè)或多個(gè)不同顏色的 LED 發(fā)光器件。最常用的是單色圖文屏。因而采用點(diǎn)陣式圖文顯示屏顯示經(jīng)常需要變化的信息，是非常有效的。組成一個(gè)字的點(diǎn)陣，其大小也可以有 161 242 323 4848 等不同規(guī)格。顯示圖形的數(shù)據(jù)文件，其格式相對(duì)自由，只要能夠滿足顯示控制的要求即可。當(dāng)然，根據(jù)控制電路的安排，相反的定義同樣時(shí)可行的。通常事先把需要顯示的圖形文字轉(zhuǎn)換成點(diǎn)陣圖形，在按照顯示控制的要求以一定的格式形成顯示數(shù)據(jù)。 江海學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 漢字顯示方式是先根據(jù)所需要的漢字提取漢字點(diǎn)陣（如 1616 點(diǎn)陣），將點(diǎn)陣文件存入 ROM，形成新的漢字編碼；而在使用時(shí)則需要先根據(jù)新的 漢字編碼組成語(yǔ)句，再由MCU 根據(jù)新編碼提取相應(yīng)的點(diǎn)陣進(jìn)行漢字顯示。 現(xiàn)代 LED 的發(fā)展很快， 很多研究領(lǐng)域非常已經(jīng)深刻，實(shí)際情況是：很多 相關(guān)的知識(shí)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn) 超出 我們?cè)谛W(xué)生的能力范圍，所以在此只是簡(jiǎn)單的研究一下用單片機(jī)驅(qū)動(dòng)的LED 顯示移動(dòng)的漢字。這些優(yōu)點(diǎn)概括起來(lái)是：亮度高、工作電壓低、功耗小、小型化、壽命長(zhǎng)、耐沖擊和性能穩(wěn)定。 LED 顯示屏可以顯示變化的數(shù)字、文字、圖形圖像；不僅可以用于室內(nèi)環(huán)境還可以用于室外環(huán)境，具有投影儀、電視墻、液晶顯示屏無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)。圖文顯示屏可與計(jì)算機(jī)同步顯示漢字、英文文本和圖形；視頻顯示屏采用微型計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，圖文、圖像并茂，以實(shí)時(shí)、同步、清晰的信息傳播方式播放各種信息，還可顯示二維、三維動(dòng)畫(huà)、錄像、電視、 VCD 節(jié)目以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)況。 所以研究 LED 顯示 有實(shí)用的意義。單片機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是體積小、重量輕、抗干擾能力強(qiáng)，對(duì)環(huán)境要求不高，價(jià)格低廉，可靠性高，靈活 性好，開(kāi)發(fā)較為容易 。江海學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 基于 AT89C51 單片機(jī)的 16＊ 16 點(diǎn)陣 設(shè)計(jì) 第一章 緒 論 設(shè)計(jì)課題背景知識(shí) 單片微型計(jì)算機(jī)（ single chip microputer）簡(jiǎn)稱(chēng)單片機(jī)，它是為各類(lèi)專(zhuān)用控制器而設(shè)計(jì)的通用或?qū)Ｓ梦⑿陀?jì)算機(jī)系統(tǒng)，高密度集成了普通計(jì)算機(jī)微處理器，一定容量的RAM 和 ROM 以及輸入 /輸出接口，定時(shí)器等電路于一塊芯片上構(gòu)成的。 單片機(jī)自 20 世紀(jì) 70 年代問(wèn)世以來(lái)，以極其高的性?xún)r(jià)比受到人們的重視和關(guān)注，所以應(yīng)用很廣，發(fā)展很快。 在現(xiàn)代工業(yè)控制和一些智能化儀器儀表中，越來(lái)越多的場(chǎng)所需要用點(diǎn)陣圖形顯示器顯示漢字 ，漢字顯示屏也廣泛應(yīng)用到汽車(chē)報(bào)站器，廣告屏等 。 LED 顯示屏分為圖文顯示屏和視頻顯示屏，均由 LED 矩陣塊組成。 LED 顯示屏顯示畫(huà)面色彩鮮艷，立體感強(qiáng)，靜如油畫(huà)，動(dòng)如電影，廣泛 應(yīng)用于交通運(yùn)輸、車(chē)站、商場(chǎng)、醫(yī)院、賓館、證券市場(chǎng)、工業(yè)企業(yè)管理 等 公共場(chǎng)所。 LED 之所以受到廣泛重視而得到迅速發(fā)展，是與它本身所具有的優(yōu)點(diǎn)分不開(kāi)的。 LED 的發(fā)展前景極為廣闊，目前正朝著更高亮度、更高耐氣候性、更高的發(fā)光密度、更高的發(fā)光均勻性，可靠性、全色化方向發(fā)展。目的有三：一是親手制作一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)用的顯示文字的 LED 點(diǎn)陣；二是通過(guò)制作 LED 點(diǎn)陣增強(qiáng)對(duì) LED 點(diǎn)陣的了解和應(yīng)用，以及復(fù)習(xí)鞏固單片機(jī)知識(shí)；三是通過(guò)團(tuán)隊(duì)合作，增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)合作的意識(shí)，為以后走向社會(huì)工作打下基礎(chǔ)，并且增強(qiáng)了同學(xué)之間的友誼。 不論顯示圖形還是文字，都是控制與組成這些圖形或文字的各個(gè)點(diǎn)所在位置相對(duì)應(yīng)的 LED 器件發(fā)光。對(duì)于只控制通斷的圖文顯示屏來(lái)說(shuō)，每個(gè) LED 發(fā)光器件占據(jù)數(shù)據(jù)中的 1 位（ 1bit），在需要該 LE D 器件發(fā)光的數(shù)據(jù)中相應(yīng)的位填 1，否則填 0。這樣依照所需顯示的圖形文字，按顯示屏的各行各列逐點(diǎn)填寫(xiě)顯示數(shù)據(jù)，就可以構(gòu)成一個(gè)顯 示數(shù)據(jù)文件。文字的點(diǎn)陣格式比較規(guī)范，可以采用現(xiàn)行計(jì)算機(jī)通用的字庫(kù)字模。 用點(diǎn)陣方式構(gòu)成圖形或文字，是非常靈活的，可以根據(jù)需要任意組合和變化，只要設(shè)計(jì)好合適的數(shù)據(jù)文件，就可以得到滿意的顯示效果。 圖文顯示屏的顏色，有單色、雙色、和多色幾種。單色屏多使用紅色或橘紅色或橙色 LED 點(diǎn)陣單元。換句話說(shuō)，對(duì)應(yīng)于每種顏色都有自己的顯示矩陣。事先設(shè)計(jì)好各種顏色的顯示數(shù)據(jù)，顯示時(shí)分別送到各自的顯示點(diǎn)陣，即可實(shí)現(xiàn)預(yù)期效果。 為了吸引觀眾增強(qiáng)顯示效果，可以有多種顯示模式。與靜態(tài)顯示模式相對(duì)應(yīng)，就有各種動(dòng)態(tài)顯示模式，它們所顯示的圖文都是能 夠動(dòng)的。產(chǎn)生不同顯示模式的方法，并不意味著一定要重新編寫(xiě)顯示數(shù)據(jù)，可以通過(guò)一定的算法從原來(lái)的顯示數(shù)據(jù)直接生成。刷新太慢，動(dòng)感不顯著；刷新太快了，中間過(guò)程看不清。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，由本人和 鐘 桂，張維平組成一組，我負(fù)責(zé)硬件部分電路圖的設(shè)計(jì)和軟件部分程序的設(shè)計(jì)和調(diào) 試， 目的是應(yīng)用簡(jiǎn)單方便的電路連接和程序完成漢字的換色與移動(dòng)。 江海學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 第二章 硬件設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)框圖及介紹 LED 點(diǎn)陣 總體框圖如圖 所示，點(diǎn)陣 電路大體上可以分成微機(jī)本身的硬件、顯示驅(qū)動(dòng)電路、控制信號(hào)電路三部分。在整個(gè)電路當(dāng)中此控制電路部分 相當(dāng)于一個(gè)上位機(jī)，它負(fù)責(zé)控制整個(gè)電路以及相應(yīng)的程序的運(yùn)行、與 PC 機(jī)的串行通訊、以及給屏體電路部分發(fā)送命令。由于兩部分的電路在制板時(shí)可以放到一起，所以可以將其字庫(kù)放到控制電路部分使用串行通訊方式來(lái)與屏體電路部分進(jìn)行數(shù)據(jù)和命令的傳送。由行譯碼器給出的行選通信號(hào)，從第一行開(kāi)始，按順序依次對(duì)各行進(jìn)行掃描 (把該行與電源的一端接通 )。接通的列，就在該行該列點(diǎn)燃相應(yīng)的 LED；未接通的列所對(duì)應(yīng)的 LED 熄滅。 圖 點(diǎn)陣顯示的總體框圖 51 系列 單片機(jī)簡(jiǎn)介 單片機(jī)（ Microcontroller， 又 稱(chēng)微處理器）是在一塊硅片上集成了各種部件的微型機(jī)，這些部件包括中央處理器 CPU、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 RAM、程序存儲(chǔ)器 ROM、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器和多種 I/O 接口電路。 圖 8051 單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 8051 是 MCS51 系列單片機(jī)的一個(gè)產(chǎn)品。這些衍生品是在基本型基礎(chǔ)上增強(qiáng)了各種功能的產(chǎn)品 。 8051 系列的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可以劃分為 CPU、存儲(chǔ)器、并行口、串行口、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、中斷邏輯幾部分。 算術(shù)邏輯單元 ALU 能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加、減、乘、除等算術(shù)運(yùn)算；“與”、“或”、“異或”等邏輯運(yùn)算以及位操作運(yùn)算。 B 寄存器在乘法指令中用來(lái)存放一個(gè)乘數(shù)，在除法指令中用來(lái)存放除數(shù)，運(yùn)算后 B 中為部分運(yùn)算結(jié)果。 PSW的格式如下所示， 其各位的含義是： CY：進(jìn)位標(biāo)志。 AC：半進(jìn)位標(biāo)志。 F0：用戶(hù)可設(shè)定的標(biāo)志位，可置位 /復(fù)位，也可供測(cè)試。 。當(dāng)帶符號(hào)數(shù)運(yùn)算結(jié)果超出 128~+127 范圍時(shí) OV=1，否則 OV=0。 P：奇偶校驗(yàn)標(biāo)志。 控制邏輯主要包括定時(shí)和控制邏輯、指令寄存器 、譯碼器以及地址指針 DPTR 和程序寄存器 PC 等。 8051 的控制器在單片機(jī)內(nèi)部協(xié)調(diào)各功能部件之間的數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)運(yùn)算等操作，并對(duì)單片機(jī)發(fā)出若干控制信息。 （ 2）存儲(chǔ)器組織 8051 單片